中国陶行知研究会实践教育分会平台
课题研讨

从设计制作项目到STEM课程

文章来源:“实践基地课程平台”公众号 发布时间:2018-06-06 浏览次数:1870

随着2017年《中小学综合实践活动课程指导纲要》的颁布,明确规定综合实践活动课程的四大活动方式为“考查探究”、“社会服务”、“设计制作”、“职业体验”,可见,开展设计制作专题项目教学将成为综合实践活动教学的主要模式之一。

       项目教学是综合实践活动课程重要模式,项目教学一般包括人文社科类项目教学和科技活动类项目教学。本期研讨重点针对科技活动类项目教学,研讨STEM项目教学。

所谓STEM教学,就是融合科学(Science)、技术(Technology)、工程(Engineering)和数学(Math)的主题项目教学,其综合性和实践性完全符合综合实践活动课程关于设计制作主题活动教学的要素,STEM教学本身就是工程技术项目的研究性学习教学,是一种实用的、有效的综合实践活动教学模式。

一、经验分享

(一)中山一中STEM项目教学历程

       广东省中山市第一中学高中综合实践正高级教师万录品分享中山一中STEM项目教学历程,中山一中综合实践活动科组坚定实施项目教学,坚持开展项目教学10多年,总体实施过程历经人文社科类主题项目教学——科技活动类主题项目教学——STEM特色课程的可持续发展过程。

       2008年—2010年,连续3年实施几项人文社会科学类的主题项目教学,如《留住一桶水,绿色家园行》;2010年—-2012年期间,转型开展一系列设计与制作的科技活动类主题项目教学,如2010年《创意纸箱车的设计与制作》,2011年《创意LED台灯设计与制作》,2012年《创意LED吊灯和广告灯箱的设计与制作》;2013年至今,开始STEM校本模块课程,综合实践活动科组万录品老师开设《航模的设计与制作》课程,段左毅老师开设《电子电路的设计与制作》课程,肖忠华老师开设《三维设计与3D打印》课程,信息科组陈卫军老师开设《创意机器人的设计与制作》课程,信息科组潘志韧老师开设《小视频的采编与制作》课程等。

参与航模STEM课程的学生,成绩优异的同学组成学校航模队,多次获得国家、省、市航模比赛优异成绩,获奖数百项,多名学生成功录取重点大学。开设航模课程4年多,已经连续3年有航模课同学成为真正的飞行员,学校因此获评“空军优质生源学校”。

 

(二)如何跨学科整合实施STEM项目

浙江省温州市育英学校初中高级教师朱小平以“如何电解水制造氢能源最省电的研究”为例,谈在综合实践活动课程中开展STEM项目教学的要素:学习目标——分学科;问题——倡导学生从自然考察、社会生活或个体生活中提出问题;教学准备——原则上学生可以自主准备,教师提供最大的帮助;研究方案——重视研究方案中的“预期成果”板块;如何假设——排除模棱两可的假设,把精力聚焦于研究目的的实现;变量控制——量的控制是科技探究的控制因素;实验数据的收集与记录过程——学生设计数据记录表;数学建模——学生自主建构物理学原理或数学模型;学习评价——重情感态度价值观、创新精神和实践能力的过程性学习评价,将课堂上及时合理的学习过程性评价与项目学习的结果性评价相结合;成果与反思。

(三)创客教育的实践与思考

陕西省西安市东方中学高级教师严凯分享对创客教育的理解:创客是把自己的创意使用一定的技术手段表达出来的人,这个技术手段就是制作工艺。把想做的东西做出来,是基于一个实际问题,首要任务是造物,终极目标是培养学生的创新思维能力。创客教育是以造物活动为载体,凝聚诸多教育价值,这个载体的直观表征就是创造出来的实物,这个实物是一个具像性的东西,我们要通过实践和学习理解蕴含在实物中的造物活动全过程,以及造物活动所蕴含的教育价值。

       创客教育有三个核心维度:结构与功能,系统与工程,流程与逻辑。

       一个创客活动有三个层次:第一层次是意义,第二层次是流程逻辑,第三层次是事实。事实是表象性的东西,我们观察到的创客实践活动或者亲自做的创客实践活动,这都是表象,表象的呈现是由流程逻辑操控的。对于事实本身来讲,它是流程逻辑把握和操控的展开。然而对读者来讲却是反向的,读者要通过对事实的观察,去解读出它背后的逻辑,那背后的逻辑是什么呢?流程逻辑是工程思维的产物,工程思维是平台性的思维模式,它集成了技术方法、结构方法、流程方法、系统方法、控制方法等等。

一言一蔽之,开展创客活动,首先要流程逻辑清,运用工程思维对问题进行全方位解构与重构,形成面向实践认识中的多元异质要素聚合体,这个多元异质要素聚合体要通过实践的方式转化到现实发生的创客活动中去。二是现象清,现象清就是把事做清楚、说清楚。

(四)文化传承与创意物化下STEAM整合

福建省南安一中高级教师史双田分享“在文化传承和创意物化中走向STEAM整合”项目,以语言、文字与书画为主体,加入STEAM相关内容,进行跨学科、深层次、多元化的整合学习,并且持续多年地开展同一文化主题的综合实践活动。探究语言文字的心理探究与能量效应、闽南语吟诵与普通话吟诵、象形文字大画西游、象形文字识写画24节气、古文字与创意科普海报、汉字演变与姓氏图腾、兰州刻葫芦文化创意、传统诗词配画的传承实践与创意改进、立体手工象形文字、立体书法与图文思维训练。

 

其中,S:字源的逻辑学、脑科学,生物学,物理学,地理学,天文学;T:电脑制作技术(电脑绘画,立体字,3D打印,设计,印刷);E:立体象形教具,申请专利;A:手工,绘画,雕塑,模具;M:剪纸,平面到立体的转换,几何。

二、教师研讨

浙江温州瑞安市教师发展中心李日舟STEM有没有哪个是核心 ?有没有一种套路、方法,很容易找到合适的项目?

陕西西安东方中学严凯:关键技术是科技,如果没有全面的思维介入,就成了劳技。

广东中山一中万录品:要有科技含量才叫做STEM,就是前面的ST

山东济南章丘刁镇中学刁峰:STEM课程重点是加强对学生四个方面的教育:一是科学素养,即运用科学知识(如物理、化学、生物科学和地球空间科学)理解自然界并参与影响自然界的过程;二是技术素养,也就是使用、管理、理解和评价技术的能力;三是工程素养,即对技术工程设计与开发过程的理解;四是数学素养,也就是学生发现、表达、解释和解决多种情境下的数学问题的能力。

三、专家点评

关于介绍STEM教育的各类文章已经很多,我们需要看到更多实践层面案例和经验,特别是适合广大普通中小学的案例和经验。

       万录品、朱小平、严凯、史双田老师呈现了各自在教学一线多年探索项目学习及STEM教育的实践经历与教学成果,阐释了对STEM教育的理解。他们的经验、观点、成果来自自己的亲身实践、理论学习与独立思考,具有自己的特色。他们成功地用行动丰富了STEM教育,对我们设计和实施STEM教育提供了积极的帮助。